Jak zjistit, z jakého materiálu je baterie vyrobena?

Autobaterie slouží jako primární a pomocný zdroj energie. Bez něj je startování motoru extrémně obtížné a při vypnutém spalovacím motoru je nemožné napájet palubní síť. Kvalitní a vyvážená baterie nutně spojuje vysoké startovací proudy a velkou kapacitu. Tato sada charakteristik umožňuje startéru efektivně otáčet setrvačníkem s písty pod tlakem 10-12 atmosfér a dodávat elektřinu po dlouhou dobu se stabilním jmenovitým napětím při dynamické zátěži.

Nyní si můžete koupit autobaterii s doručením na vaši adresu nebo vyzvednutím. Zároveň však problémy s výběrem nezmizí, pokud nerozumíte vlastnostem označení, designu pouzdra a vnitřní struktuře.

značkování

Nuance symbolických označení na baterii závisí na použité metodice. Nejčastěji se jedná o evropskou normu ETN (European Type Number), která je v nápisech oficiálně zkrácena na dvě písmena „EN“. Samotné označení se skládá z 9místného čísla, rozděleného do čtyř zón, postupně udávajících rozsah a skutečnou kapacitu, provedení a 10 % proudu „studeného startování“.

Tvrdá konkurence na trhu vedla k tomu, že se výrobci snažili zjednodušit postup pro výběr optimální baterie pro spotřebitele a duplikovat informace na pouzdru srozumitelnější formou. Například rakouská autobaterie Banner je doplněna samolepkou, na které jsou jasně uvedeny hlavní charakteristiky – provozní napětí (V), kapacita v ampérhodinách (Ah), startovací proud v ampérech (A).

Na pouzdru poblíž terminálu jsou vyražena čtyři písmena, která umožňují zjistit datum výroby. První dva označují řadový týden, poslední dva označují rok. Chcete-li převést označení písmen na čísla, měli byste použít speciální tabulku.

Dopis	Odpovídající obrázek
А
B	1
C	2
D	3
E	4
F	5
G	6
H	7
I	8
J	9
K	10
L	11
M	12

Pokud je na pouzdru uvedeno EBBF, jedná se o 41. týden (začátek října) roku 2015, СGBI je 26. týden (konec června) roku 2018.

Baterie může také obsahovat domácí (podle GOST R 53165-2008), německé (DIN), americké (SAE) označení. Jsou mezi nimi rozdíly ve výkladu velikosti zapínacích proudů. Bez znalosti nuancí je například docela obtížné koupit autobaterii Bosch pro správnou výměnu standardní baterie Exide ve Fordu, Volvu nebo Hondě. (viz tabulka).

Korespondence proudu studeného startu v různých normách, ampérech
EN	DIN	SAE	GOST R 53165-2008
230	140	250	160
330	200	350	195
360	225	400	225
420	255	450	260
480	280	500	290
520	310	550	325
540	335	600	355
600	365	650	390
640	395	700	420
680	420	750	450
760	450	800	485

Zrušená tuzemská norma GOST 959-91 odpovídala DIN. Aktuální GOST R 53165-2008 je zaměřena na mezinárodní normy IEC 60095-1:2006.

Zařízení a elektrochemické typy

Hlavním principem provozu baterie je neustálá chemická reakce k akumulaci, uvolnění a obnovení elektrického proudu. Nejoblíbenějším a nejžádanějším schématem jsou kovové destičky z houbovitého olova (Pb) a jeho oxidu (PbO2) ponořené do vodného roztoku kyseliny sírové (elektrolytu).

Střídají se a jsou fyzicky odděleny oddělovacími přepážkami. Oxid olovnatý má silné oxidační vlastnosti, zpočátku nese kladný náboj (anoda) a poskytuje stabilní energetický výdej při zatížení. Záporně nabitá olověná elektroda (katoda) podporuje celkovou reakci elektrolytického rozpouštění kovů a přispívá k efektivní obnově kapacity při připojení nabíjecího proudu.

Je důležité vědět, že standardní 12V autobaterie je kompletní zařízení, které se skládá ze 6 soběstačných 2V baterií („plechovek“), které jsou zapojeny do série do jednoho napájecího systému, aby produkovaly celkové napětí. Selhání jednoho prvku naruší celkový výkon.

Servisované modely jsou vybaveny víčky na každé nádobě pro kontrolu hladiny elektrolytu a doplňování vody. Nízkoúdržbové jsou vyráběny technologií SMF (hermeticky uzavřené) a VRLA (přetlakový pojistný ventil).

Rozdělení podle typu

Olověné autobaterie se vyrábí v různých modifikacích, které se liší fyzikálním a chemickým stavem elektrolytu, složením a tloušťkou desek. Je obvyklé zdůraznit:

• WET („mokrý“) – klasický, se standardním obalem a tekutým elektrolytem;
• EBF – zesílené elektrody (1,5-2krát);
• AGM – se sklolaminátovými rohožemi mezi deskami, do kterých je absorbován elektrolyt;
• vápník (Ca/Ca) – oba typy elektrod jsou dopovány vápníkem;
• hybrid (Ca+ nebo HIBRID) – anoda obsahuje antimon a katoda obsahuje vápník.

Gelové baterie (GEL) se zahuštěným tuhým elektrolytem se ve verzi startér prakticky nevyrábí z důvodu nízkých startovacích proudů, jedná se především o trakční zdroje energie pro stroje a zařízení s hnacím elektromotorem. Baterie EBF a AGM, například autobaterie Hankook (výrobce AtlasBX Co. Ltd South Ukeraia), jsou přizpůsobeny pro systém start-stop a jsou odolné proti hlubokému vybití a nízkým teplotám. Kalciové modely jsou citlivé na ztrátu náboje, ale generují nejvyšší možné zapínací proudy a neumožňují samovolný únik kapacity. Hybridy kombinují kladné stránky všech technologií, ale nepodporují režim „start-stop“ a samovybíjení poměrně intenzivně.

Typy případů – Asie, Evropa, Amerika

Mezi motoristy panuje mylná představa, že baterie s elektrolytem absorbovaným kapalinou (AGM) a její gelový analog (GEL) jsou stejný typ baterie se stejnými technickými a provozními vlastnostmi. To je špatně! Druhou mylnou představou je, že asijské baterie se od evropských a amerických liší polaritou díky levému „kladnému“ pólu.

Všichni seriózní výrobci bez ohledu na geografickou polohu mají ve své modelové řadě baterie s reverzní („0“) a přímou („1“) polaritou pro co nejširší pokrytí specializovaného trhu. Skutečné rozdíly mají pouze strukturální základ a nesouvisí se směrem elektrochemických procesů uvnitř baterie.

Montážní uspořádání svorek

Výstupní elektrody na baterii evropského typu jsou zapuštěny do speciálních výklenků v krytu. To vám umožní připojit svorky v rovině s horní rovinou baterie, čímž se zabrání umělému zvýšení montážní výšky.

Baterie s pouzdrem Asia mají přívody proudu ve formě vyčnívajících rohů, které jsou instalovány na plochém krytu.

Baterie amerického typu se vyznačují čelním (laterálním) umístěním výstupních elektrod. Často se můžete setkat s kombinovanými „americko-asijskými“ modely s dodatečným párem svodů na krytu.

Průměr připojení

Nejdůležitější rozdíl, který výrazně ovlivňuje operační schopnosti. V závislosti na typu pouzdra se výstupní svorky liší standardním tvarem a průměrem:

• Evropské – výkonné kónické svody o výšce 18,1 mm. Plus – 19,5 mm, mínus – 17,9 mm;
• Asijská – tenčí koncovky, stoupající 18,1 mm nad kryt. Plus – 12,7 mm, mínus – 11,1 mm;
• Americká – závitová pouzdra pro šroub 12,7 mm.

Použití svorek s různými průřezy na jedné baterii eliminuje riziko chyb při volbě „plus“ a „mínus“ při připojení napájení ke startéru a palubní síti vozidla.

Standardní velikost

Evropská a americká pouzdra mají stejné rozměry. Například baterie s kapacitou 60 Ah mají celkovou výšku 17,5-19 cm U asijských baterií je tento údaj o něco větší (až 22 cm) kvůli hornímu umístění elektrod. Proto je důležité správně analyzovat schopnosti sedačky pod kapotou, aby bylo možné baterii bezpečně zajistit upínací lištou a zabránit náhodnému kontaktu svodů s kovovými částmi těla.

Více než 95 % standardních baterií v automobilech se spalovacími motory jsou olověné baterie různých modifikací, které nemají paměťový efekt a vyznačují se maximální dobou udržení nabití. Pro zlepšení výkonnostních charakteristik (odolnost proti vibracím, životnost, vysoké startovací proudy) se používají speciální technologie pro podporu elektrochemické reakce a posílení konstrukce desek. Baterie AGM jsou schopny efektivně fungovat v jakémkoli úhlu instalace. Mokré modely Ca+Ca a HIBRID mají snížené samovybíjení a elektrolýzu vody, odolnost proti korozi a odlupování aktivní hmoty elektrod.

Baterie v asijském, evropském nebo americkém pouzdře jsou zaměnitelné za předpokladu, že jsou standardizovány podle jednotného systému (EN, DIN, SAE). V opačném případě musíte pro správné určení příslušných startovacích proudů použít převodní tabulku. Potíže mohou nastat také kvůli rozdílům v průměrech výstupních svorek. Při výběru dostatečné kapacity baterie se můžete zaměřit na velikost motoru:

1. 50-55Ah – 1,0-1,5l;
2. 60-65Ah –1,5-2,0l;
3. 70-75Ah – 2,0-2,5l;
4. 80-85Ah – 2,5-3,0l;
5. 90-110Ah – od 3,0l.

Je ale lepší vždy vzít baterii s rezervou 5-15Ah pro dostatečnou rezervu výkonu v chladném počasí a při zvýšení spotřebičů palubní sítě.

Chcete-li zakoupit vysoce kvalitní baterii Banner, Bosch, Hankook, nemusíte čekat na pochybné akce a výprodeje prošlého zboží. Vždy můžete vrátit autobaterii za drahou cenu v Moskvě a kompenzovat značnou část nákladů na novou baterii s dobrým datem vydání a zárukou kvality od výrobce.

Elektrická baterie jako zdroj chemického proudu s obnovitelnou schopností generovat proud se objevila v roce 1803. Vynálezce baterie, Johann Ritter, naskládal do sloupce 50 měděných mincí a mezi ně vložil látku napuštěnou elektrolytem. V důsledku elektrochemické reakce generovala Ritterova baterie slabý stejnosměrný proud. Moderní baterie generují proud stovek ampér, dostatečný pro nastartování i vznětového spalovacího motoru za studena. Technologie výroby současných baterií se však výrazně liší od výtvorů Johanna Rittera. Mezi nejběžnější technologie výroby baterií v dnešní době patří:

Kyselina olověná regulovaná ventilem

Technologie VRLA zahrnuje sestavení klasické olověné baterie. Záporné elektrody takové baterie jsou vyrobeny z čistého olova, kladné elektrody jsou vyrobeny z oxidu stejného kovu. Jako elektrolyt se používá směs vody a kyseliny sírové (63:37). Mezi kladnou a zápornou elektrodu je umístěn separátor, který je propustný pro elektrolyt. Tato část eliminuje zkraty a následné samovybíjení.

Valve Regulated Lead Acid je nejběžnější technologií automobilových baterií. Většina výrobců baterií se však snaží vylepšit elektrody, separátory a elektrolyt, dosáhnout delší životnosti a zlepšit výkon baterie.

Metoda s nízkým obsahem antimonu pro úpravu olověného akumulátoru (Sb/Sb)

Pokud do olova přidáte antimon, kyselinový akumulátor se již nebude bát vybití na nulu a nabije se rychleji i při nízké hustotě elektrolytu. Baterie Sb/Sb však vykazuje nejvyšší míru samovybíjení a ztrácí vodu, která se při nabíjení vaří. Nízkoantimonové baterie proto nyní vyrábějí pouze staré továrny, které nedokázaly přejít na nové technologie.

Úprava olověného akumulátoru s vápníkem (Ca/Ca)

Problémy, které vznikají při použití antimonu, podnítily hledání jiné přísady. Nahrazením antimonu vápníkem se eliminovala tendence baterie k varu (úroveň ztráty vodní páry se snížila o 80 %) a omezila se úroveň samovolného vybití (o 30 %). Po dopování olova vápníkem baterie získala:

• schopnost generovat maximální startovací proudy za jakýchkoli povětrnostních podmínek – baterie nastartovala motor i při silném mrazu;
• nestabilita vůči hlubokému vybití – při poklesu napětí na 10,2 voltu klesne kapacita baterie o 50 %.

Posledně uvedená skutečnost snížila atraktivitu této technologie. Při hlubokém vybíjení se na deskách usazoval síran vápenatý, který se nerozpouštěl ve vodě, ucpal články olověných mřížek a snižoval rychlost nabíjení. Když hustota elektrolytu klesla pod 1,17 g/cm3, byla vápníková baterie recyklována.

Selektivní dopování elektrod antimonem a vápníkem (Sb/Ca)

Ne všem zákazníkům se líbila nutnost udržovat na svorkách vápníkové baterie konstantní napětí alespoň 11,8-11,9 voltů, a tak se jeden výrobce autobaterií pokusil spojit výhody antimonu a vápníku přidáním obou přísad do olova.

Brzy se ukázalo, že dopováním kladných elektrod antimonem a záporných elektrod vápníkem má baterie následující výhody:

• snižuje se množství vodní páry ztracené při nabíjení – baterie po dosažení 95-97 % původní kapacity nepřijímá proud;
• zvyšuje se životnost baterie – na základě této technologie je možné vytvořit bezúdržbovou baterii se zvýšeným počtem nabíjecích/vybíjecích cyklů;
• zvyšuje se odolnost proti vibracím – v důsledku zvýšení mechanické pevnosti legovaného olova.

Hybridní legování olověných plátů zvýšilo životnost baterie na 5 let a náklady na takovou baterii byly srovnatelné s cenou staré olověné baterie. Označení Sb/Ca lze nalézt na mnoha moderních modelech baterií.

Legování elektrod vápníkem a stříbrem (Ca/Ca + Stříbro)

Výhody vápníkových baterií byly natolik výrazné, že se jejich výrobci snažili tuto technologii vylepšit přidáním další legující přísady do olova – stříbra. Postříbřené elektrody zaručovaly baterii následující výhody:

• schopnost vytvořit zcela bezúdržbovou baterii;
• zvýšená síla startovacího proudu ve srovnání s vápníkovými, antimonovými a hybridními bateriemi;
• minimální úroveň samovybíjení;
• životnost více než pět let;
• odolnost desek proti korozi;
• možnost dlouhodobého skladování bez periodického nabíjení.

Jedinou nevýhodou baterie vytvořené pomocí této technologie byla vysoká cena, vysvětlovaná použitím drahého kovu.

Absorpční skleněná rohož

Technologie AGM zahrnuje hlubokou modifikaci klasické olověné baterie. Tyto baterie jsou vybaveny síťovými elektrodami, mezi kterými jsou položeny rohože ze skleněných vláken napuštěných elektrolytem. Katody a anody s tenkými oky umožňují zvětšit kontaktní plochu s elektrolytem zvýšením počtu elektrod. Elektrolyt absorbovaný skelným vláknem nevytéká z pouzdra ani v obrácené poloze. Díky těsnému kontaktu síťoviny se sklolaminátovou rohoží se zapínací proudy zvyšují o 30 % a velký počet elektrod zvyšuje počet cyklů vybíjení/nabíjení o 300 %. Mezi další výhody technologie Absorbent Glass Mat patří:

• úplná necitlivost na hluboké vybití – baterii lze vynulovat nejméně 200krát;
• dlouhá životnost – až 12 let;
• necitlivost na vysoké a nízké teploty;
• Možnost skladování a přepravy v jakékoli poloze.

Jedinou nevýhodou AGM baterií je vysoká cena. Je dvakrát vyšší než běžná baterie s podobnými výkonnostními charakteristikami. Toto mínus je však odůvodněno jeho dlouhou životností. Dalším negativním aspektem technologie Absorbent Glass Mat je její citlivost na přebíjení, což vylučuje možnost použití takových baterií ve starších vozech, které nemají řídicí jednotku a omezují úroveň nabití baterie.

Vylepšená zaplavená baterie

Vysoká cena baterie AGM podnítila vývoj levného analogu. Tak se objevil model EFB, jehož elektrody byly zabaleny v mikrovláknových obalech napuštěných elektrolytem. Silné katody a anody Enhanced Flooded Battery však omezily seznam výhod těchto baterií na následující body:

• zvýšení počtu nabití/vybití o 200 %;
• schopnost rychlého nabíjení;
• minimální pokles kapacity při hlubokém vybíjení.

Výhody Enhanced Flooded Battery nevypadají impozantně, ale náklady na takovou baterii převyšují cenu běžné baterie pouze o 30-50%.

GEL – náhrada elektrolytu silikagelem

Kromě úpravy elektrod a způsobů jejich uspořádání se výrobci baterií snažili změnit i samotný elektrolyt. Nejprve se v bateriích místo kyseliny sírové objevil louh draselný a louh sodný. Ale tyto elektrolyty oxidovaly olověné mřížky rychleji než kyselina sírová. Proto se absorpce kyseliny gelem stala pracovní možností pro modifikaci elektrolytu. Po naplnění baterie silikagelem se snížila pravděpodobnost varu vody, zvýšila se stabilita výkonových charakteristik, ale snížila se síla náběhového proudu. Takové baterie se používají pouze jako trakční baterie ve vozidlech s hybridními a elektrickými motory. Nízké startovací proudy vylučují použití jako startovací baterie.